4D 프린팅 소프트 로봇이 자체적으로 조립될 수 있다

셀 프레스의 연구자들이 개발한 새로운 4D 프린팅 소프트 로봇은加熱되면 자체적으로 조립될 수 있다. 그것은 언덕을 올라가는 것과 같은 작업을 수행할 수 있으며 예측할 수 없는 지형을 탐색할 수 있다.

튜브 모양의 프로토タイプ는 9월 22일에 Matter 저널에 발표되었다.

웨이 펑은 중국 톈진 대학의 재료 과학자이자 이 논문의 선임 저자이다.

“昆虫과 같은 로봇은 작은 장애물을 극복할 수 있다. 그러나 장애물이 너무 높으면 돌아갈 것이다”라고 펑은 말한다. “전체 과정은 인간의 간섭이나 제어 없이 tự발적으로 발생한다.”

4D 프린팅으로 제4차원과 함께

로봇은 처음에 3D 프린팅된 액정 엘라스토머의 평면이고 사각형 시트이다. 이 시트 아래의 표면이加熱되면 로봇은 스프링과 같은 튜브를 형성하기 위해 비틀린다. 이 로봇이 3D 프린팅이 아닌 4D 프린팅인 이유는 외부 자극에 대한 모양의 변화가 시간을 제4차원으로 추가하기 때문이다.

로봇이 튜브를 형성한 후에 뜨거운 표면과의 접触은 재료에 변형을 일으킨다. 이것은 로봇이 한 방향으로 굴러가게 하는 원동력이 된다. 실제로 이 원동력은 매우 강력하여 로봇은 20도 경사를 올라갈 수 있다. 로봇의 속도는 길이에 따라 다르며 더 긴 로봇은 더 빠르게 굴러간다.

로봇 테스트

연구자들은 로봇을 작업에 배치하고 기록했다. 이러한 작업 중 하나는 서로 다른 크기의 로봇之间의 경주였으며 또 하나는 카트를 운반하는 것이었다. 이러한 비디오에서 로봇은 주변 환경에 따라 행동을 변경할 수 있음을 보여주었다. 로봇이 어려운 장애물에遭遇하면 방향을 변경하거나 계단을 올라가는 것과 같은 행동을 할 수 있다.

선임 저자 펑은 로봇의 행동에 놀랐다.

“우리는 액정 엘라스토머를 다양한 모양으로 4D 프린팅하여 샘플을 만들고 빛, 열, 전기와 같은 자극을 가하여 반응을 관찰했다”라고 그는 말한다. “변형 이외에 많은 интерес 있는 동작 현상을 발견했다.”

연구자에 따르면 이러한 로봇은 将来的에 작은 공간이나 파이프와 같은 곳에서 작업을 수행할 수 있을 것이다. 또한 극한 환경에서 작동할 수도 있다.

“우리는 소프트 로봇이 단순한 작동기에서 벗어나기를 희망한다”라고 펑은 말한다. “이러한 로봇은 将来的에 작은 공간이나 파이프와 같은 곳에서 작업을 수행할 수 있을 것이다. 또한 극한 환경에서 작동할 수도 있다.”